به کارگیری نانوسیال مس-آب به منظور بهبود عملکرد سامانه های خنک کننده با مکانیسم انتقال گرما جابه جایی آزاد

در مطالعه حاضر، انتقال گرما جابه جایی آزاد یک محفظه­ L- شکل پر شده با نانوسیال آب و مس، به منظور بررسی اثر مولفه­ های گوناگون مانند نسبت اندازه ای محفظه­، کسر حجمی نانوذره های مس و عدد رایلی، بر ضریب انتقال گرما، توزیع دما و سرعت مورد مطالعه قرار گرفته است. معادله های حاکم بر جریان سیال، شامل معادله های پیوستگی، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود حل شده­اند. نتیجه ها نشان می ­دهد که در اعداد رایلی بالا، مکانیسم غالب در انتقال گرما، از رسانش به جابه جایی آزاد تغییر می کند و بیشینه ضریب انتقال گرما کاهش می ­یابد. در حالی که در اعداد رایلی پایین، سیال در  بخش افقی محفظه، بدون حرکت است و مکانیسم غالب انتقال گرما، رسانش است. انتقال از هدایت به جابه جایی آزاد در اعداد رایلی در گستره ۱۰۵ تا ۱۰۶رخ می­ دهد. همچنین حضور نانوذره های مس برای تمامی مقدارهای عدد رایلی، منجر به افزایش ضریب انتقال گرما می ­شود.افزون بر این نتیجه های به دست آمده از شبیه­ سازی بیانگر از آن است که قرارگیری تعدادی پره در محفظه، ضریب انتقال گرما را به طور چشمگیری افزایش می ­دهد. نتیجه ها نشان داد  افزودن سه پره در ساختار محفظه در شرایط اندازه ای  ۴/۰، کسر حجمی نانوذره ۱/۰ و عدد رایلی ۱۰۶، ضریب انتقال گرما را از W /m۲ K  ۳/۹۸۴ بهK /m۲ W ۸/۱۰۹۳ افزایش می ­دهد.

کلیدواژه ها:

جابه جایی آزاد ، محفظه L- شکل ، نانوسیال ، انتقال گرما